[实用新型]基于光纤光栅的人体平卧压力分布测量装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种人体平卧压力分布测量装置，尤其涉及利用光纤光栅测量人体平卧压力分布的装置。 

背景技术

人的一生有三分之一的时间是在床上度过。在平卧时，当人体局部长期受压过大，会引起褥疮、腰椎间盘突出等疾病。对于半身不遂、卧床不起的人来说，如果不采取有效的减压措施，这些疾病将会导致严重后果，因此检测人体平卧时的受力状态是非常有必要的。这种检测不仅在临床医疗、康复等方面可以起着积极的辅助作用，而且在床垫、运动器材等许多新产品的研发、改良方面也有着重要的应用价值，使用不同材质的床垫，人的受力均匀情况不同，进而影响舒适性。现有的人体平卧压力分布测量系统一般采用传统的压力传感器，其中以压阻式和电容式测量系统的应用最为普遍。电容式传感器一般较厚，准确性差。压阻式传感器功耗高、不耐用，并且滞后影响严重，当压力增大时，测量值要小于实际值，而当压力变小时，其测量值要大于实际值。这些缺陷都不利于人体压力分布的检测。 

发明内容

为了克服现有技术存在的缺陷，本发明旨在提供基于光纤光栅的人体平卧压力分布测量装置，该装置采用光纤光栅传感原理测量人体平卧压力，具有响应速度快、精度高、可远距离监测、而且轻便，结构简单，易于布局等优点。 

为了实现上述发明目的，本实用新型采用如下的技术方案： 

基于光纤光栅的人体平卧压力分布测量装置，包括薄膜基底(1)、多光路开关(10)、一分三光分路器(2)以及长周期光纤光栅传感器(3-9)；长周期光纤光栅传感器(3-9)分别安装于人体平卧薄膜基底(1)上时的主要受力部位；在双肩位置，分别安装左肩长周期光纤光栅传感器(3)和右肩长周期光纤光栅传感器(6)；在左右臀位置，分别安装左臀长周期光纤光栅传感器(4)和右臀长周期光纤光栅传感器(7)；在大腿位置，分别安装左大腿长周期光纤光栅传感器(5)和右大腿长周期光纤光栅传感器(8)；在腰部第四和第五腰椎之间的位置，安装腰椎长周期光纤光栅传感器(9)；总输入光纤(01)通过一分三光分路器(2)分出左路光纤(02)、右路光纤(03)和中路光纤(04)三路，左路光纤(02)串接左肩长周期光纤光栅传感器(3)，左臀长周期光纤光栅传感器(4)和左大腿长周期光纤光栅传感器(5)： 右路光纤(03)串接右肩长周期光纤光栅传感器(6)，右臀长周期光纤光栅传感器(7)和右大腿长周期光纤光栅传感器(8)；中路光纤(04)串接腰椎长周期光纤光栅传感器(9)；最后三路通过多光路开关(10)耦合进入总输出光纤(05)连接到信号解调器，信号解调器连接到计算机。 

所述的薄膜基底(1)采用光纤光栅聚合物封装衬底材料。 

所述的七个长周期光纤光栅传感器(3-9)光栅周期长度均不相同。 

所述的长周期光纤光栅传感器(3-9)均采用嵌入式封装方法封装于薄膜基底(1)中。 

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。 

图1为本实用新型的结构示意图； 

图2为本实用新型的测量原理框图。 

附图中：01为总输入光纤、02为左路光纤、03为右路光纤、04为中路光纤、05为总输出光纤；1为薄膜基底；2为一分三光分路器；3、4、5、6、7、8、9分别为左肩、左臀、左大腿、右肩、右臀、右大腿、腰椎长周期光纤光栅传感器；10为多光路开关。 

具体实施方式

图1中，基于光纤光栅的人体平卧压力分布测量装置，包括薄膜基底1、多光路开关10、一分三光分路器2以及长周期光纤光栅传感器3-9；薄膜基底1采用光纤光栅聚合物封装衬底材料；长周期光纤光栅传感器3-9光栅周期长度均不相同，均采用嵌入式封装方法封装于薄膜基底1中，并分别安装于人体平卧薄膜基底1上时的主要受力部位；在双肩位置，分别安装左肩长周期光纤光栅传感器3和右肩长周期光纤光栅传感器6；在左右臀位置，分别安装左臀长周期光纤光栅传感器4和右臀长周期光纤光栅传感器7；在大腿位置，分别安装左大腿长周期光纤光栅传感器5和右大腿长周期光纤光栅传感器8；在腰部第四和第五腰椎之间的位置，安装腰椎长周期光纤光栅传感器9；总输入光纤01通过一分三光分路器2分出左路光纤02、右路光纤03和中路光纤04三路，左路光纤02串接左肩长周期光纤光栅传感器3，左臀长周期光纤光栅传感器4和左大腿长周期光纤光栅传感器5；右路光纤03串接右肩长周期光纤光栅传感器6，右臀长周期光纤光栅传感器7和右大腿长周期光纤光栅传感器8；中路光纤04串接腰椎长周期光纤光栅传感器9；最后三路通过多光路开关10耦合进入总输出光纤05连接到信号解调器，信号解调器连接到计算机。